Věda | Výzkum | Grafen

Spiderman by záviděl: pavoučí vlákno vyztužené grafenem má úžasné vlastnosti

  • Nový systém umožní vytvářet hedvábná vlákna z pavouků zesílená grafenem nebo uhlíkovými nanotrubicemi
  • Výsledná vlákna mají rekordní pevnost
  • Výroba probíhá biologicky pomocí pavouků

Vědci z Graphene Flagship představili nejnovější výzkum v oblasti grafenu, který slouží pro zesílení hedvábných vláken, jež produkují pavouci. Díky kombinaci biologických a technologických procesů je možné vytvořit vlákna s rekordní pevností, která dosahují několika násobně lepších vlastností, než běžná přírodní vlákna pavouků.

Grafen jako takový je dvourozměrná formu uhlíku a uhlíkové nanotrubice pak trojrozměrná struktura spojená právě do tvaru trubice. Vědci v poslední době dělají s těmito revolučními materiály obrovské pokroky a možnosti použití jsou velmi široké – jak pro elektroniku, zdravotnictví, tak třeba i v oblasti materiálů pro bezpečnostní nasazení. Tentokrát by výzkum mohl ovlivnit právě segmenty, kde se používají látky všeho druhu.

Základem je pavouk

Vědci vyztužená vlákna nevyrábí umělou cestou, ale využívají k tomu přírodní procesy, které zajišťují přímo vybraní pavouci. Systém funguje tak, že v jejich uzavřeném prostředí se nachází nastříkané větší množství grafenu a uhlíkových nanotrubic.

Kromě klasické potravy tak pavouci konzumují i tyto nanomateriály a ty se pak skrze biologické procesy stávají strukturou samotného produkovaného hedvábného vlákna pavouků. Už samotná přírodní hedvábná vlákna pavouků jsou extrémně silná a mají výjimečné vlastnosti jak z pohledu pevnosti, tak i roztažnosti. Kombinací se zmíněnými nanomateriály ale dochází k ještě výraznějšímu zlepšení vlastností.

Spiderman by záviděl

Zesílená vlákna se pyšní až 3× vyšší pevností, konkrétně 5,4 GPa a rekordní až 10× vyšší průrazuvzdorností – 2,1 GPa, podobně jako mají nejsilnější uhlíková vlákna na světě. Jedná se o hodnoty dosažené v rámci současného výzkumu, ale už teď je jasné, že procesy a materiály půjde optimalizovat ještě více a dosáhnout tak ještě lepších vlastností. Hodí se i dodat, že „pár“ pavouků testování a výzkum nezvládlo.

Nový „BIO“ nanomateriál může sloužit k vytvoření odolných textilií nebo vláken pro padáky, stejně tak pro různé zdravotnické obvazy nebo pokročilé filtry. Hlavní předností je, že by na rozdíl od uměle vytvořených verzí byla biologicky odbouratelná, což je v některých případech nasazení přímo nutností.

Výzkum zmiňuje, že vše nekončí jen u pavouků, ale podobný systém bude možné uplatnit i u dalších živočichů nebo třeba rostlin a dalších biologických struktur. Díky tomu by bylo možné rapidně snížit cenu takového materiálu a rozšířit jeho hromadnou výrobu i pro oblasti, kde to dříve bylo nepředstavitelné kvůli poměru ceny a uplatnění ve výsledném produktu.

Oficiální materiál k výzkumu naleznete na Arxiv.org (PDF)

Jak se dá levně a snadno vyrábět grafen?

Diskuze (7) Další článek: Na novém iPadu Pro konečně můžete sledovat i HDR filmy, má to ale háček

Témata článku: Technologie, Věda, Příroda, Výzkum, Nanotechnologie, Grafen, Materiál, Vysoká pevnost, Obvaz, Vlastnost, Dosažená hodnota, Obrovský pokrok, Trojrozměrná struktura, Spiderman, Nový systém, Poslední doba, Podobný systém, Vědec, Uzavřené prostředí, Oficiální materiál, Hlavní přednost, Výsledný produkt, Nejnovější výzkum, Hromadná výroba, PDF


Určitě si přečtěte

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

** Šifrovaný web je dnes už samozřejmost ** Jeden díl skládačky ale ještě chybí – DNS ** Firefox už začal a teď se na šifrované DNS chystá i Chrome

Jakub Čížek | 92

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

** Microsoft aktualizuje Windows 10 dvakrát ročně ** Jenže praktických novinek už není tolik jako dříve ** Poslali jste nám skoro 300 tipů, co by se měly Desítky ještě naučit

Jakub Čížek | 138

Bývalý zaměstnanec Nokie vysvětluje, proč telefony s Windows Phone neuspěly

Bývalý zaměstnanec Nokie vysvětluje, proč telefony s Windows Phone neuspěly

** Za neúspěchem Microsoftu v mobilech stojí i Windows 8 ** Microsoft pozdě naskočil do rozjetého vlaku ** Uživatelé neměli zásadní důvody, proč přejít

Karel Kilián | 133

Vyzkoušeli jsme chytrou čínskou zásuvku Sonoff S26 za tři stovky. Nevyhořeli jsme

Vyzkoušeli jsme chytrou čínskou zásuvku Sonoff S26 za tři stovky. Nevyhořeli jsme

** Je sice z Aliexpressu, ale funguje ** Můžete ji ovládat hlasem přes Amazon Echo nebo Google Home ** Za tři stovky zautomatizuje menší 230V spotřebič

Jakub Čížek | 96